一師一優(yōu)課種群數(shù)量的變化郭浩然

1第二節(jié)種群數(shù)量的變化當(dāng)前第1頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)2建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法思考：

在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。探究一當(dāng)前第2頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)3時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）248163264128256512123456789任務(wù)一：

填寫(xiě)下表：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。任務(wù)二：n代細(xì)菌數(shù)量N的計(jì)算公式是：

N=２n當(dāng)前第3頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)4任務(wù)三：

以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫(huà)出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線(xiàn)。曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？曲線(xiàn)圖：直觀(guān)，但不夠精確。數(shù)學(xué)方程式：精確，但不夠直觀(guān)。當(dāng)前第4頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)51、觀(guān)察研究對(duì)象，提出問(wèn)題細(xì)菌每20分鐘分裂一次，問(wèn)題：細(xì)菌數(shù)量怎樣變化的？2、提出合理的假設(shè)在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中,細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)（建立數(shù)學(xué)模型）列出表格，根據(jù)表格畫(huà)曲線(xiàn)，推導(dǎo)公式4、通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正建立數(shù)學(xué)模型當(dāng)前第5頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)

種群“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型

1、觀(guān)察研究對(duì)象，提出問(wèn)題2、提出合理的假設(shè)3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)（建立數(shù)學(xué)模型）4、通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正若引入澳大利亞的野兔初始值為N0，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍，寫(xiě)出t年后野兔的數(shù)量的方程式，按步驟說(shuō)出你建模的過(guò)程。探究二當(dāng)前第6頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)7

理想條件：種群“J”型增長(zhǎng)曲線(xiàn)資源空間充裕，氣候適宜，沒(méi)有敵害等方程式：Nt=N0λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為一年前種群數(shù)量的倍數(shù)）當(dāng)前第7頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)種群“J”型增長(zhǎng)曲線(xiàn)種群增長(zhǎng)率：指在單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比例，是一個(gè)百分比，無(wú)單位。種群增長(zhǎng)速率：指種群數(shù)量在單位時(shí)間內(nèi)的改變數(shù)值，有單位（如:個(gè)/年等）當(dāng)前第8頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)＝增長(zhǎng)速率＝末數(shù)－初數(shù)單位時(shí)間Nt－Nt-1(個(gè))t(年)＝×100％增長(zhǎng)率＝末數(shù)－初數(shù)Nt－Nt-1Nt-1Nt-1

例如，某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間t（如一年）內(nèi)，由初數(shù)量Nt-1（個(gè)）增長(zhǎng)到末數(shù)量Nt（個(gè)），則這一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的計(jì)算分別為：當(dāng)前第9頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)10思考：在自然界中，生物的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？如何驗(yàn)證這個(gè)觀(guān)點(diǎn)？不會(huì)。原因是資源和空間是有限的。生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。當(dāng)前第10頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)11種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)K=3751.曲線(xiàn)是在什么條件下測(cè)得的？2.K值含義是什么？K值是固定不變的嗎？3.大草履蟲(chóng)數(shù)量在什么時(shí)候增長(zhǎng)最快？此時(shí)種群的數(shù)量為多少？嘗試建立種群速率隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。1.條件：有環(huán)境阻力資源和空間有限，存在天敵2.K值：環(huán)境容納量3.種群數(shù)量先增后達(dá)到K值趨于穩(wěn)定。種群增長(zhǎng)速率先增后減。探究三當(dāng)前第11頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)12小結(jié)：比較種群增長(zhǎng)兩種曲線(xiàn)的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線(xiàn)S型曲線(xiàn)條件種群增長(zhǎng)速率有無(wú)K值曲線(xiàn)環(huán)境資源無(wú)限環(huán)境資源有限逐漸增加先增后減無(wú)，持續(xù)保持增長(zhǎng)有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量食物不足空間有限種內(nèi)斗爭(zhēng)天敵捕食氣候不適寄生蟲(chóng)傳染病等當(dāng)前第12頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在k值維持穩(wěn)定嗎？

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)種群數(shù)量的波動(dòng)和下降大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，環(huán)境條件改善時(shí)，K值會(huì)上升；環(huán)境條件不利時(shí)，會(huì)急劇下降，甚至滅亡。當(dāng)前第13頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)14（2）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？

從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。（1）大熊貓引入美國(guó)會(huì)呈“J”型增長(zhǎng)嗎？為什么？聯(lián)系生活不會(huì)，因?yàn)榇笮茇垟?shù)量太少，適應(yīng)能力和繁殖能力很差。當(dāng)前第14頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（4）為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平?根據(jù)種群增長(zhǎng)的S型曲線(xiàn)，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長(zhǎng)量最大。（3）結(jié)合右圖分析，防治病蟲(chóng)害最好在

個(gè)階段。ab當(dāng)前第15頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)小試牛刀當(dāng)前第16頁(yè)\共有18頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)17

⑴如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒(méi)有自然和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)是____,用達(dá)爾文的進(jìn)化理論解釋?zhuān)@是由于生物具有__________特性。⑵如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)是_____，用達(dá)爾文進(jìn)化理論分析圖中的陰影部分表_____________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______

5.下圖為